高中化学复习知识点电解后溶液的复原.docx

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高中化学复习知识点电解后溶液的复原

高中化学复习知识点：

电解后溶液的复原

一、单选题

1．下列说法错误的是（）

A．用惰性电极电解Na2SO4溶液，当2mol电子转移时，可加入18g水恢复

B．用惰性电极电解1L1mol/LCuSO4溶液，当加入1molCu（OH）2恢复电解前浓度时，电路中转移了4mole－

C．用惰性电极电解1molCuSO4和1molNaCl的混合溶液，溶液的pH先减小后增大

D．要想实现Cu＋H2SO4（稀）═CuSO4＋H2↑的反应，需在电解池中进行，且Cu为阳极

2．用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种物质（方括号内物质），能够使溶液恢复到原来的成分和浓度的是（　　）

A．AgNO3[AgNO3]B．NaOH[H2O]

C．KCl[KCl]D．CuSO4[Cu（OH）2]

3．将NaCl和CuSO4两种溶液等体积混合后用石墨电极进行电解，电解过程中，溶液pH随时间t变化的曲线如图所示，则下列说法正确的是

A．整个过程中两电极反应2Cl－-2e－=Cl2↑、2H＋2e－＝H2↑不可能同时发生

B．电解至C点时，往电解质溶液中加入适量CuCl2固体，即可使电解质溶液恢复至原来的浓度

C．AB段表示电解过程中H＋被还原，pH增大

D．原混合溶液中NaCl和CuSO4浓度之比恰好为2:

1

4．500mLKNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中c（NO3-）＝6.0mol·L－1，用石墨做电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体（标准状况），假定电解后溶液体积仍为500mL，下列说法正确的是（）

A．原混合溶液中c（K＋）为2mol·L－1

B．上述电解过程中共转移6mol电子

C．电解得到的Cu的物质的量为0.5mol

D．电解后溶液中c（H＋）为2mol·L－1

5．用石墨作电极电解CuSO4溶液，通电一段时间后，欲使电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的（）

A．CuSO4B．H2OC．CuOD．CuSO4·5H2O

6．用石墨作电极电解1mol/LCuSO4溶液，当c（Cu2＋）为0.5mol/L时，停止电解，向剩余溶液中加入下列何种物质可使电解质溶液恢复至原来状态（　　）

A．CuSO4B．CuOC．Cu（OH）2D．CuSO4·5H2O

7．某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题（甲、乙、丙三池中溶质足量），当闭合该装置的电键K时，观察到电流计的指针发生了偏转。

一段时间后，断开电键K，下列物质能使乙池恢复到反应前浓度的是

A．CuB．CuOC．Cu（OH）2D．Cu2（OH）2CO3

8．用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，再加入一定质量的另一种物质（括号中），能恢复成与原溶液完全一样的是（）

A．

B．

C．

D．

9．用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1molCuO后恰好恢复到电解前的浓度，则电解过程中转移的电子数为（）

A．0.1molB．0.2molC．0.3molD．0.4mol

10．用石墨电极电解CuSO4溶液一段时间后，向所得溶液中加入0.1mol Cu（OH）2后，恰好使溶液恢复到电解前的浓度。

则电解过程中转移的电子的物质的量为

A．0.4molB．0.5molC．0.6molD．0.8mol

二、综合题

11．观察下列装置，回答下列问题。

（1）甲装置中通入乙醇的电极反应式为_______________________________________。

（2）用上图装置电解200mL1mol/LCuSO4溶液，石墨电极上的电极反应式是________，在Ag电极附近观察到的现象是_____________________________。

（3）电解一段时间，当甲池消耗了112mLO2（标况下），此时乙装置中溶液的pH为_______（忽略电解前后体积变化）。

若要将该溶液完全恢复到电解前的浓度和pH，需要补充的物质是_____________，其物质的量为___________。

（4）丙装置中总反应的离子方程式为____________________________________________。

12．在如图用石墨作电极的电解池中，放入500mL含一种溶质的某蓝色稀溶液进行电解，观察到A电极表面有红色的固态物质生成，B电极有无色气体生成；当溶液中的原溶质完全电解后，停止电解，取出A电极，洗涤、干燥、称量，电极增重1.6g。

请回答下列问题：

（1）A电极是接电源的______极；B电极的反应式________________________。

（2）原溶液的物质的量浓度是______mol/L，为了使溶液恢复到原浓度，应向反应后的液体中加入________；电解后溶液的pH为________。

（假设电解前后溶液的体积不变）

（3）请你设计实验确定原溶液中可能所含的酸根离子，要求：

提出两种可能的假设，分别写出论证这两种假设的操作步骤、实验现象和实验结论。

假设①______________________________________________

操作步骤：

__________________________________________

实验现象：

__________________________________________

实验结论：

__________________________________________。

假设②____________________________________________

操作步骤：

__________________________________________

实验现象：

__________________________________________

实验结论：

__________________________________________。

参考答案

1．C

【解析】

【分析】

A．用惰性电极电解 

溶液，实质为电解水，根据电子守恒计算消耗水的物质的量；

B．需加入 1mol 

 恢复电解前浓度，1mol 

 相当于1molCuO和

，结合电子守恒分析；

C．阳离子在阴极得电子能力

，阴离子在阳极失电子能力

，电解时阴极电极反应：

，1mol 

完全反应转移2mol电子，阳极电极反应：

，1mol 

完全反应转移1mol电子，根据电子守恒规律，阳极电极反应还有：

，据此分析溶液pH变化；

D．铜与稀硫酸不反应，若要实现该反应，则需在电解池中进行，铜化合价升高，说明铜失去电子做阳极。

【详解】

．用惰性电极电解 

 溶液，相当于电解水：

2H2O

2H2↑+O2↑,该反应转移4mol电子时，消耗水2mol，当有2mol 电子转移时，消耗水1mol，即可加入 18g 水恢复到原状态，A正确；

B．用惰性电极电解 1L 

 溶液，电解反应为

，当

全部被还原成铜时，生成铜1mol，转移电子的物质的量为2mol，若要恢复到电解前的状态，需要加氧化铜的物质的量为1mol，现需加入 1mol 

 恢复电解前浓度，说明还有1mol水发生了电解反应，根据

可知，该反应转移4mol电子时，消耗水2mol，当有1mol 水被电解时，转移电子的物质的量为2mol，所以整个电路中转移了

，B正确；

C．阳离子在阴极得电子能力

，阴离子在阳极失电子能力

，所以用惰性电极电解 1mol 

和 1mol NaCl 的混合溶液，阴极电极反应：

，1mol 

完全反应转移2mol电子，阳极电极反应：

，1mol 

完全反应转移1mol电子，根据电子守恒规律，阳极电极反应还有：

，转移1mol电子，消耗

的物质的量为1mol，溶液中的氢离子的物质的量增大1mol，所以电解后溶液的pH减小，C错误；

D．Cu与稀硫酸不反应，若要实现

稀

，则需在电解池中进行，Cu连在电源的正极上做阳极，铜失电子，发生氧化反应，D正确；

答案选C。

2．B

【解析】

【分析】

【详解】

A项，4AgNO3＋2H2O

4Ag＋O2↑＋4HNO3脱离反应体系的物质是4Ag＋O2，相当于2Ag2O，所以应当加入适量Ag2O才能复原（加入AgNO3，会使NO3－的量增加）；

B项，2H2O

2H2↑＋O2↑脱离反应体系的是2H2＋O2，相当于2H2O，加入适量水可以复原；

C项，2KCl＋2H2O

2KOH＋H2↑＋Cl2↑脱离反应体系的是H2＋Cl2，相当于2HCl，应通入适量HCl气体才能复原（加入盐酸时，同时也增加了水）；

D项，2CuSO4＋2H2O

2H2SO4＋2Cu＋O2↑脱离反应体系的是2Cu＋O2，相当于2CuO，加入适量CuO可以复原；

答案为B。

3．A

【解析】

【分析】

KCl和CuSO4两种溶液等体积混合后，用石墨电极进行电解，电解分3个阶段：

[第一阶段]相当于电解氯化铜，阳极：

氯离子失电子，阴极：

铜离子得电子，因为铜离子水解使溶液显酸性，随着电解的进行，铜离子的浓度降低，酸性减弱，pH将增大；

[第二阶段]阳极：

氢氧根离子失电子（来源于水的电离），阴极：

仍然为铜离子得电子，因为氢氧根离子消耗，使水溶液中氢离子浓度增大，pH迅速减小；

[第三阶段]阳极：

氢氧根离子失电子，阴极：

氢离子得电子，它们都来源于水的电离，实质是电解水，导致溶液的体积减小，使溶液中氢离子浓度增大，pH继续减小，以此解答本题。

【详解】

A．根据以上分析，氯离子反应完，铜离子还剩，所以整个过程中两电极反应：

2Cl−−2e−═Cl2↑，2H++2e−═H2↑不可能同时出现，故A正确；

B．根据以上分析，电解至C点时，在电解液中应加入CuCl2固体和CuO固体，故B错误；

C．根据以上分析，因为铜离子水解使溶液显酸性，随着电解的进行，铜离子的浓度降低，酸性减弱，pH将增大，故C错误；

D．因为由第二阶段阳极氢氧根离子失电子的同时，阴极仍然为铜离子得电子，所以原混合溶液中KCl和CuSO4的浓度之比不是2:

1，故D错误；

故答案为：

A。

【点睛】

电化学综合计算的三种常用方法：

（1）根据总反应式计算：

先写出电极反应式，再写出总反应式，最后根据总反应式列出比例式计算；

（2）根据电子守恒计算：

①用于串联电路中阴阳两极产物、正负两极产物、相同电量等类型的计算，其依据是电路中转移的电子数相等；②用于混合溶液中电解的分阶段计算；

（3）根据关系式计算：

:

根据得失电子守恒定律建立起已知量与未知量之间的桥梁，构建计算所需的关系式。

4．A

【解析】

【详解】

A、Cu（NO3）2的物质的量是1mol，根据N守恒可得n（KNO3）=6.0mol/L×0.5L－2mol=1mol，所以c（K＋）=c（KNO3）=

=2mol/L，选项A正确；

B、电解KNO3和Cu（NO3）2的混合溶液，在阳极发生反应：

4OH-－4e-=2H2O+O2↑。

n（O2）=

=1mol。

则转移电子4mol，因此选项B错误；

C、在阴极首先发生反应：

Cu2++2e-=Cu，然后发生：

2H++2e-=H2↑。

由于产生氢气的物质的量是1mol，得到电子2mol，则产生Cu转移的电子也是2mol，产生Cu1mol。

所以选项C错误；

D、因为在反应过程中放电的OH-的物质的量与H+及电子的物质的量相等，因为电子转移4mol，所以电解后溶液中H＋的物质的量也是4mol，所以c（H＋）=

=8mol/L，所以选项D错误；

答案选A。

5．C

【解析】

【详解】

用石墨电极电解硫酸铜溶液一段时间，阳极发生氧化反应得到氧气，阴极发生还原反应得到铜，电解总方程式为2CuSO4+2H2O

2Cu+O2↑+2H2SO4，因此补充氧化铜或者碳酸铜即可使电解液恢复到起始状态，答案选C。

【点睛】

该题的关键是明确电解的工作原理，特别是电解产物的判断和守恒法的应用。

6．B

【解析】

【详解】

用石墨做电极电解1mol/LCuSO4溶液，阳极反应为4OH﹣4e﹣=O2↑+2H2O，阴极反应为Cu2++2e﹣=Cu，所以相当于析出CuO，根据析出什么加什么的原则可知，应该加入适量的CuO可使电解质溶液恢复至原来状况，也可以加入适量的CuCO3可使电解质溶液恢复至原来状况；

故选B。

【点睛】

本题考查了电解原理，明确两极上析出的物质是解本题关键，从而确定应该加入的物质，注意CuCO3加入电解质溶液中，会放出CO2气体，所以还是相当于加入CuO。

7．A

【解析】

【分析】

【详解】

甲池为燃料电池，A为负极，B为正极，则乙中C为阳极，D为阴极，阳极上Ag失电子生成银离子，阴极上铜离子得电子生成Cu，溶液中减少了Cu元素的质量，所以要让电解质复原，需要加入金属铜，

故选：

A。

8．A

【解析】

【详解】

A.电解硫酸实质电解水，因此加水恢复，故A符合题意；

B.电解硝酸银，阳极得到氧气，阴极得到银，应加氧化银恢复，故B不符合题意；

C.电解氢氧化钠溶液实质电解水，因此加水恢复，故C不符合题意；

D.电解氯化铜，阳极得到氯气，阴极得到铜，加氯化铜固体恢复，故D不符合题意。

综上所述，答案为A。

9．B

【解析】

【分析】

根据电解池的工作原理，要想让电解后的电解质复原，遵循的原则是出什么加什么，加入CuO后溶液与电解前相同，说明阴极只有铜离子放电。

【详解】

加入0.1molCuO后恰好恢复到电解前的浓度，说明有阴极有0.1mol铜析出，则转移电子的物质的量是0.1mol×（2-0）=0.2mol，故B正确。

10．A

【解析】

【详解】

电解CuSO4溶液时阴极反应中铜离子先放电，当铜离子反应完全后氢离子放电，但阳极始终是氢氧根放电产生氧气，向所得溶液中加入0.1mol Cu（OH）2后，恰好使溶液恢复到电解前的浓度说明在电解过程中生成的氧气的物质的量为0.1mol，即阳极产生0.1mol氧气，转移电子数为0.4mol，故答案为A。

11．C2H5OH－12e－+16OH－==2CO32－+11H2O4OH－－4e－==H2O+O2↑或2H2O－4e－==O2↑+4H+有红色固体（Cu）析出1CuO或CuCO30.01molMg2++2Cl－+2H2O 

 Mg（OH）2↓+H2↑+Cl2↑。

【解析】

【分析】

甲池为燃料电池，乙池和丙池都为电解池。

甲池中，加入乙醇的电极为负极，通氧气的电极为正极；则乙池中石墨电极为阳极，Ag电极为阴极；丙池中，左边Pt电极为阳极，右边Pt电极为阴极。

（1）甲装置中加入乙醇的电极为负极，乙醇失电子，生成的产物再与KOH溶液反应，最后生成碳酸盐和水。

（2）用上图装置电解200mL1mol/LCuSO4溶液，石墨电极上发生H2O失电子生成O2和H+的反应，在Ag电极上发生Cu2+得电子生成Cu的反应，由此可确定此电极附近观察到的现象。

（3）电解一段时间，当甲池消耗了112mLO2（标况下），利用电荷守恒，可求出乙装置中生成n（H+），从而求出溶液的pH。

若要将该溶液完全恢复到电解前的浓度和pH，则需往溶液中加入阴、阳极生成物发生化合反应的产物。

（4）丙装置中电解MgCl2溶液，可利用电解饱和食盐水的反应进行类推，同时要注意差异性，即生成Mg（OH）2沉淀。

【详解】

（1）甲装置中加入乙醇的电极为负极，乙醇失电子，生成的产物再与KOH溶液反应，最后生成碳酸盐和水，电极反应式为C2H5OH－12e－+16OH－==2CO32－+11H2O。

答案为：

C2H5OH－12e－+16OH－==2CO32－+11H2O；

（2）用上图装置电解200mL1mol/LCuSO4溶液，石墨电极（阳极）上发生H2O失电子生成O2和H+的反应，电极反应式为4OH－－4e－==H2O+O2↑或2H2O－4e－==O2↑+4H+；在Ag电极（阴极）上发生反应Cu2++2e-=Cu，此电极附近观察到的现象为有红色固体（Cu）析出。

答案为：

4OH－－4e－==H2O+O2↑或2H2O－4e－==O2↑+4H+；有红色固体（Cu）析出；

（3）n（O2）=

=0.005mol，由O2——4H+，可求出n（H+）=0.005mol×4=0.02mol，c（H+）=

=0.1mol/L，pH=1。

阳极生成O2（0.005mol），阴极生成Cu（0.01mol），2Cu+O2=2CuO（0.01mol），所以需往电解后的溶液中加入0.01molCuO或CuCO3，可将该溶液完全恢复到电解前的浓度和pH。

答案为：

有红色固体（Cu）析出；1；CuO或CuCO3；0.01mol；

（4）丙装置中电解MgCl2溶液，可利用电解饱和食盐水的反应进行类推，从而得出总反应的离子方程式为Mg2++2Cl－+2H2O 

 Mg（OH）2↓+H2↑+Cl2↑。

答案为：

Mg2++2Cl－+2H2O 

 Mg（OH）2↓+H2↑+Cl2↑。

【点睛】

电解反应发生后，要恢复原有电解质的组成和性质，需要往电解后的溶液中加入物质，该物质通常为阴、阳极电解产物（离开电解质溶液）发生化合反应的产物，或相当于它们的物质。

如本题中，加入CuO，也可以加入CuCO3（与酸反应生成盐，CO2和水，CO2逸出，相当于加入CuO），但若加入Cu（OH）2，相当于多加了水，必然造成电解质浓度减小。

12．负4OH--4e-=2H2O+O2↑0.050.025molCuO或0.025molCuCO31阴离子为

取原溶液少量，加入盐酸，再加入BaCl2溶液产生白色沉淀原溶液中阴离子为

阴离子为

取少量原溶液，加热蒸发浓缩，再加入铜片与适量浓硫酸产生无色气体，且在空气中变为红棕色原溶液中阴离子为

【解析】

【分析】

（1）和电源的负极相连的是电解池的阴极发生还原反应，和电源的正极相连的是电解池的阳极发生氧化反应；

（2）阴极析出金属铜的质量是1.6g，根据电极反应计算硫酸铜的物质的量以及溶液中氢离子的物质的量，进而根据浓度等于物质的量和体积之比计算物质的量浓度以及pH，电解质的复原要求是缺什么补什么，缺多少补多少；

（3）该溶液中一定是含铜离子的可溶性的盐溶液，所以可以是硝酸铜，或是硫酸铜，根据离子的特征离子反应检验硫酸根离子以及硝酸根离子的存在即可。

【详解】

（1）电解液是蓝色溶液，A电极表面有红色的固态物质生成，所以A极是铜离子得电子，所以A极是阴极，A接的是电源的负极，B电极有无色气体生成，则阳极是氢氧根失电子产生的氧气，反应：

4OH--4e-=2H2O+O2↑，

故答案为：

负；4OH--4e-=2H2O+O2↑；

（2）阴极反应：

2Cu2++4e-=2Cu，阳极反应：

4OH--4e-=2H2O+O2↑，电解时反应的总离子方程式为：

2Cu2++2H2O

2Cu+4H++O2↑，取出A电极，洗涤、干燥、称量、电极增重1.6g，所以阴极析出金属铜的质量是1.6g，即0.025mol，所以铜离子的浓度=

=0.05mol/L；生成0.025molCu，会生成0.0125molO2，n（Cu）:

n（O）=1:

1，为使溶液恢复到原浓度，应向反应后的溶液中加入0.025molCuO或0.025molCuCO3；原溶液的物质的量浓度是0.05mol/L，生成氢离子的物质的量为0.05mol，所以c（H+）=

=0.1mol/L，即pH=1，

故答案为：

0.05mol/L；0.025molCuO或0.025molCuCO3；1；

（3）该溶液中一定是含铜离子的可溶性的盐溶液，所以可以是硝酸铜，或是硫酸铜，不能是氯化铜，因为不会出现氯气，

假设①：

阴离子为

；检验硫酸根离子可以采用加入氯化钡溶液的方法，若有白色沉淀生成，则原溶液中所含的阴离子是

；

假设②：

阴离子为

；检验酸环境下的硝酸根离子，可以加入金属铜并有无色气体生成，且在空气中变为红棕色，则原溶液中所含的阴离子

；

故答案为：

阴离子为

；取原溶液少量，加入盐酸，再加入BaCl2溶液；产生白色沉淀；原溶液中阴离子为

；阴离子为

；取少量原溶液，加热蒸发浓缩，再加入铜片与适量浓硫酸；产生无色气体，且在空气中变为红棕色；原溶液中阴离子为

。